本實(shí)用新型屬于鑄鐵熔煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沖天爐水冷風(fēng)口。

背景技術(shù)：

沖天爐是鑄造生產(chǎn)中熔化鑄鐵的重要設(shè)備，主要用于將鑄鐵塊融化成鐵水后澆鑄到砂型中。其結(jié)構(gòu)一般為爐身，下部固定在底座上，上部側(cè)面開有加料口，底部設(shè)有帶鉸鏈的清爐門，離爐底350-700毫米處設(shè)有風(fēng)口，插在風(fēng)口套內(nèi)，風(fēng)口套與爐身固定連接。

沖天爐工作過程中，需不斷由風(fēng)口鼓入空氣，以促進(jìn)底焦的充分燃燒，提高沖天爐的燃燒效能和生產(chǎn)效率，因而風(fēng)口是保證熔化效果穩(wěn)定、提高沖天爐性能的關(guān)鍵部件，也是最容易損毀的部件。特別是插入式風(fēng)口，風(fēng)口帽探入到爐身內(nèi)部，不僅要承受爐內(nèi)的高溫，還要承受爐內(nèi)高溫鐵水及爐渣的沖刷，易于熔化和損壞?，F(xiàn)有水冷風(fēng)口通常為單腔式結(jié)構(gòu)，進(jìn)入風(fēng)口的大部分冷卻水未經(jīng)風(fēng)口帽而直接回到出水口，導(dǎo)致水循環(huán)不暢，流徑短路，冷卻效果差；接近風(fēng)口帽底部處，水流速度緩慢，易于積垢，進(jìn)一步影響冷卻效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種沖天爐水冷風(fēng)口，解決現(xiàn)有技術(shù)在冷卻過程中，存在流徑短路、易于積垢和冷卻效果差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種沖天爐水冷風(fēng)口，包括：

脫氧銅風(fēng)口帽、風(fēng)口體、螺旋導(dǎo)流裝置、進(jìn)水口及出水口；

所述脫氧銅風(fēng)口帽的一端封閉，所述風(fēng)口體一端與所述第一接口法蘭密封連接，另一端與所述脫氧銅風(fēng)口帽的開口端連接，所述風(fēng)口體和所述脫氧銅風(fēng)口帽配合形成環(huán)形空腔，所述進(jìn)水口及所述出水口均設(shè)于所述風(fēng)口體的外壁且均靠近所述第一接口法蘭，所述環(huán)形空腔分別與所述進(jìn)水口及所述出水口連通；

所述螺旋導(dǎo)流裝置設(shè)于所述環(huán)形空腔內(nèi)部，所述環(huán)形空腔的內(nèi)壁和所述螺旋導(dǎo)流裝置之間形成與所述進(jìn)水口連通的進(jìn)水管道；

所述環(huán)形空腔的外壁和所述螺旋導(dǎo)流裝置之間形成能使冷卻水螺旋流動(dòng)且與所述出水口連通的出水管道，所述進(jìn)水管道與所述出水管道連通。

優(yōu)選地，進(jìn)水管道與出水管道之間靠近第一接口法蘭的一端相互封閉，進(jìn)水管道與出水管道之間遠(yuǎn)離第一接口法蘭的一端相互連通。

優(yōu)選地，進(jìn)水口與出水口均為碳鋼內(nèi)扣式結(jié)構(gòu)，且出水口與進(jìn)水口的中軸均垂直于環(huán)形空腔的中軸。

優(yōu)選地，進(jìn)水口與出水口的中軸相互垂直。

優(yōu)選地，螺旋導(dǎo)流裝置包括螺旋導(dǎo)流主板和不銹鋼螺旋導(dǎo)流片；螺旋導(dǎo)流主板為環(huán)狀構(gòu)件，且螺旋導(dǎo)流主板靠近第一接口法蘭的一端分別與進(jìn)水口的遠(yuǎn)離第一接口法蘭的一側(cè)及出水口的靠近第一接口法蘭的一側(cè)密封連接，螺旋導(dǎo)流主板遠(yuǎn)離第一接口法蘭的一端與脫氧銅風(fēng)口帽的封閉端之間具有間隙；不銹鋼螺旋導(dǎo)流片垂直圍設(shè)于螺旋導(dǎo)流主板的外周，且不銹鋼螺旋導(dǎo)流片的內(nèi)端及外端分別與螺旋導(dǎo)流片及脫氧銅風(fēng)口帽固接。

優(yōu)選地，不銹鋼螺旋導(dǎo)流片沿脫氧銅風(fēng)口帽的長軸方向分布，且相鄰的不銹鋼螺旋導(dǎo)流片的間距沿脫氧銅風(fēng)口帽的封閉端向脫氧銅風(fēng)口帽的開口端的方向逐漸增加。

優(yōu)選地，脫氧銅風(fēng)口帽上靠近脫氧銅風(fēng)口帽的封閉端處設(shè)有鈦合金耐磨層。

優(yōu)選地，第一接口法蘭上設(shè)有螺栓固定孔陣列；進(jìn)水口與第一接口法蘭的間距小于出水口與第一接口法蘭的間距。

優(yōu)選地，風(fēng)口體靠近出水口位置還設(shè)有第二接口法蘭，第二接口法蘭為背壓活套式接口法蘭。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果是：

本實(shí)用新型通過采用螺旋導(dǎo)流裝置，使螺旋導(dǎo)流裝置和脫氧銅風(fēng)口帽之間形成封閉式螺旋導(dǎo)流通道，冷卻水經(jīng)過脫氧銅風(fēng)口帽時(shí)，沿螺旋導(dǎo)流通道以螺旋軌跡流向出水口，不會(huì)形成滯留死角，可有效避免水循環(huán)不暢、流徑短路問題，也可明顯增加循環(huán)路徑，提高水冷效果；同時(shí)，冷卻水以螺旋軌跡流經(jīng)脫氧銅風(fēng)口帽時(shí)，流速高，水循環(huán)增強(qiáng)，使冷卻水與脫氧銅風(fēng)口帽之間的熱交換程度高，水冷效果好；且由于冷卻水流速較高，水冷風(fēng)口內(nèi)部不易積垢。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述水冷風(fēng)口的旋轉(zhuǎn)剖視圖；

圖2是本實(shí)用新型所述水冷風(fēng)口正視圖；

圖3是本實(shí)用新型所述進(jìn)水口結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、風(fēng)口體；2、脫氧銅風(fēng)口帽；3、螺旋導(dǎo)流裝置；4、進(jìn)水管道；5、出水管道；6、進(jìn)水口；7、出水口；8、不銹鋼螺旋導(dǎo)流片；9、鈦合金耐磨層；10、第一接口法蘭；11、第二接口法蘭；12、焊縫；13、螺栓固定孔陣列；14、螺旋導(dǎo)流主板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

一種沖天爐水冷風(fēng)口，請參見圖1，包括：

脫氧銅風(fēng)口帽2、風(fēng)口體1、螺旋導(dǎo)流裝置3、進(jìn)水口6及出水口7；脫氧銅風(fēng)口帽2的一端封閉，風(fēng)口體1一端與第一接口法蘭10密封連接，另一端與脫氧銅風(fēng)口帽2的開口端連接，風(fēng)口體1和所述脫氧銅風(fēng)口帽2配合形成環(huán)形空腔，進(jìn)水口6及出水口均7設(shè)于風(fēng)口體的外壁且均靠近第一接口法蘭10，環(huán)形空腔分別與進(jìn)水口6及所述出水口7連通；螺旋導(dǎo)流裝置3設(shè)于環(huán)形空腔內(nèi)部，環(huán)形空腔的內(nèi)壁和螺旋導(dǎo)流裝置3之間形成與進(jìn)水口6連通的進(jìn)水管道4；環(huán)形空腔的外壁和螺旋導(dǎo)流裝置3之間的空隙形成能使冷卻水螺旋流動(dòng)且與出水口7連通的出水管道5，進(jìn)水管道4與出水管道5連通。

現(xiàn)有水冷風(fēng)口通常為單腔式結(jié)構(gòu)，進(jìn)入風(fēng)口的大部分冷卻水主要以自然對流方式流動(dòng)，流速低，導(dǎo)致雜質(zhì)在水冷風(fēng)口內(nèi)部沉淀累積，影響水冷效果；存在循環(huán)死角，水循環(huán)不暢導(dǎo)致流徑短路，冷卻效果差。本實(shí)用新型通過采用螺旋導(dǎo)流裝置3，可避免形成循環(huán)死角，明顯增加冷卻水循環(huán)路徑，改善冷卻效果；且螺旋導(dǎo)流裝置3可有效增強(qiáng)水循環(huán)，冷卻水流經(jīng)脫氧銅風(fēng)口帽2時(shí)流速高，使風(fēng)口內(nèi)部不易積垢，進(jìn)一步提高冷卻效果。同時(shí)，風(fēng)口帽采用脫氧銅材質(zhì)，氣密性好，且具有較高的耐蝕性和耐高溫性能，有效延長設(shè)備的使用壽命。

具體地，請參見圖1，圖中箭頭方向?yàn)槔鋮s水流向。進(jìn)水管道4與出水管道5之間靠近第一接口法蘭10的一端相互封閉，進(jìn)水管道4與出水管道5之間遠(yuǎn)離第一接口法蘭10的一端相互連通。使用過程中，冷卻水由進(jìn)水口6進(jìn)入到進(jìn)水管道，沿螺旋導(dǎo)流裝置高速流經(jīng)脫氧銅風(fēng)口帽2，由出水管道5回流至出水口，循環(huán)往復(fù)。

進(jìn)水管道4和出水管道5設(shè)置為相連通的兩個(gè)獨(dú)立水循環(huán)管道，可避免傳統(tǒng)單腔式水冷風(fēng)口水循環(huán)不暢、存在循環(huán)死角的問題，從而改善水冷效果，增強(qiáng)水冷風(fēng)口耐高溫性能，延長設(shè)備使用壽命。

具體地，請參見圖1和圖3，進(jìn)水口6與出水口7均為碳鋼內(nèi)扣式結(jié)構(gòu)，且進(jìn)水口與出水口的中軸均垂直于環(huán)形空腔的中軸。進(jìn)水口6與出水口7的中軸相互垂直。進(jìn)水口6與風(fēng)口體垂直，且與進(jìn)水管道4相連通。出水口7與風(fēng)口體1垂直，且與出水管道5相連通。

采用碳鋼式內(nèi)扣式結(jié)構(gòu)，螺紋設(shè)置在進(jìn)水口6和出水口7內(nèi)壁，可有效避免生產(chǎn)運(yùn)輸過程中，由于磕碰導(dǎo)致螺紋損壞，造成進(jìn)水口6和出水口7漏水，甚至損壞而無法使用的問題，有效延長設(shè)備的使用壽命，節(jié)省企業(yè)成本。

具體的，請參見圖1，螺旋導(dǎo)流裝置3包括螺旋導(dǎo)流主板14和不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8。螺旋導(dǎo)流主板14為環(huán)狀構(gòu)件，且螺旋導(dǎo)流主板14靠近第一接口法蘭10的一端分別與進(jìn)水口6的遠(yuǎn)離第一接口法蘭10的一側(cè)及出水口7的靠近第一接口法蘭10的一側(cè)密封連接，螺旋導(dǎo)流主板14遠(yuǎn)離第一接口法蘭10的一端與脫氧銅風(fēng)口帽2的封閉端之間具有間隙。不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8垂直圍設(shè)于螺旋導(dǎo)流主板14的外周，且不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8的內(nèi)端及外端分別與螺旋導(dǎo)流片8及脫氧銅風(fēng)口帽2固接。

通過不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8、螺旋導(dǎo)流主板14和脫氧銅風(fēng)口帽2形成的螺旋導(dǎo)流通道，有效限定了水流流向，冷卻水流經(jīng)出水管道5時(shí)，通過螺旋導(dǎo)流通道旋流回出水口7，可避免循環(huán)死區(qū)的形成，改善冷卻效果；且在冷卻水流量一定的情況下，螺旋導(dǎo)流通道水速明顯高于單腔直流式過水通道，水循環(huán)增強(qiáng)，冷卻水對脫氧銅風(fēng)口帽2的對流冷卻作用強(qiáng)烈，從而明顯提高冷卻效果。同時(shí)，由于冷卻水流速高，水流對水冷風(fēng)口的沖刷作用增強(qiáng)，使風(fēng)口內(nèi)部不易積垢，從而延長設(shè)備的使用壽命。

具體地，請參見圖1，不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8沿脫氧銅風(fēng)口帽2的長軸方向分布，且相鄰的不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8的間距沿脫氧銅風(fēng)口帽2的封閉端向脫氧銅風(fēng)口帽2的開口端的方向逐漸增加。

脫氧銅風(fēng)口帽2越接近爐身的部位溫度越高，越容易熔化損壞。上述不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8間距采用階梯式分布結(jié)構(gòu)，溫度越高的部位，不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8間距越小，水流速度越快，與脫氧銅風(fēng)口帽2之間的熱交換強(qiáng)度越高，明顯增強(qiáng)水冷效果，使設(shè)備不易熔化損壞，增強(qiáng)其使用壽命。

具體地，請參見圖1，脫氧銅風(fēng)口帽2上靠近脫氧銅風(fēng)口帽2的封閉端處設(shè)有鈦合金耐磨層9。

上述脫氧銅風(fēng)口帽2在工作時(shí)需探入到爐身內(nèi)部，不僅要承受爐內(nèi)的高溫，還要承受爐內(nèi)高溫鐵水及爐渣的沖刷，易于熔化和損壞。在脫氧銅風(fēng)口帽2封閉端堆焊鈦合金耐磨層9，可明顯改善傳熱條件，提高風(fēng)口抗磨損性能。

具體地，請參見圖2，第一接口法蘭10上設(shè)有螺栓固定孔陣列13。進(jìn)水口6與第一接口法蘭10的間距小于出水口7與第一接口法蘭10的間距。風(fēng)口體1靠近出水口7位置還設(shè)有第二接口法蘭11，第二接口法蘭11為背壓活套式接口法蘭。鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)箱等送風(fēng)裝置通過第一接口法蘭10與水冷風(fēng)口固定連接，爐身上預(yù)先設(shè)有安裝法蘭，爐身通過安裝法蘭和第二接口法蘭11與水冷風(fēng)口連接。

螺栓固定孔陣列13分別與進(jìn)水口6和出水口7交錯(cuò)分布，為現(xiàn)場施工人員預(yù)留了操作空間。在將第一接口法蘭10和送風(fēng)裝置通過高強(qiáng)螺栓緊固時(shí)，施工人員可通過預(yù)留空間進(jìn)行操作，可有效避免出水口7、進(jìn)水口6與第一接口法蘭10之間空間狹小無法施工的問題，易于安裝施工。第二接口法蘭11為背壓活套式接口法蘭，與爐身安裝法蘭通過法蘭套片固定連接，易于安裝和拆卸，從而方便調(diào)整水冷風(fēng)口的位置。

使用過程：通過第一接口法蘭10和進(jìn)水口6及出水口7之間的預(yù)留空間，將送風(fēng)裝置和第一接口法蘭10固定連接；通過第二接口法蘭11，將爐身與水冷風(fēng)口固定連接。由于第二接口法蘭11為背壓活套式接口法蘭，便于安裝拆卸；安裝時(shí)，根據(jù)送風(fēng)裝置位置，調(diào)整水冷風(fēng)口至適當(dāng)位置后，通過法蘭套片將爐身安裝法蘭和第二接口法蘭11套接固定。

在水冷降溫過程中，冷卻水由進(jìn)水口6流入進(jìn)水管道4，沿螺旋導(dǎo)流裝置3高速流經(jīng)脫氧銅風(fēng)口帽2，由出水管道5回流至出水口7，循環(huán)往復(fù)。采用螺旋導(dǎo)流裝置3，可避免循環(huán)死區(qū)的形成，增加水循環(huán)路徑，改善冷卻效果。在冷卻水流量一定的情況下，螺旋導(dǎo)流通道水速明顯高于單腔直流式過水通道，水循環(huán)增強(qiáng)，對脫氧銅風(fēng)口帽2的對流冷卻作用強(qiáng)烈，可節(jié)省水資源，提高冷卻效果。由于冷卻水流速高，水流對水冷風(fēng)口的沖刷作用增強(qiáng)，使風(fēng)口內(nèi)部不易積垢，從而延長設(shè)備的使用壽命。同時(shí)，根據(jù)脫氧銅風(fēng)口帽2工作過程中，各部分溫度高低情況，將不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8間距設(shè)置為階梯式變化結(jié)構(gòu)，溫度越高的部位，不銹鋼螺旋導(dǎo)流片8間距越小，水流速度越快，從而促進(jìn)冷卻水與脫氧銅風(fēng)口帽2之間的熱交換強(qiáng)度，增強(qiáng)水冷效果。為進(jìn)一步改善設(shè)備傳熱條件，提高水冷風(fēng)口耐沖刷、耐磨損性能，本實(shí)用新型在脫氧銅風(fēng)口帽2封閉端堆焊有鈦合金耐磨層9。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。